(19)国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202211015419.5 (22)申请日 2022.08.24 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 115100363 A (43)申请公布日 2022.09.23 (73)专利权人 中国科学院地理科 学与资源研究 所 地址 100101 北京市朝阳区大屯路甲1 1号 (72)发明人 汪源　葛全胜　许端阳　陶泽兴　 吴茂炜　王焕炯　 (74)专利代理 机构 北京中政联科专利代理事务 所(普通合伙) 11489 专利代理师 张鑫垚 (51)Int.Cl. G06T 17/00(2006.01)G06T 7/13(2017.01) G01S 13/88(2006.01) (56)对比文件 CN 111340723 A,2020.0 6.26 CN 109901193 A,2019.0 6.18 CN 114926602 A,202 2.08.19 CN 114863060 A,2022.08.05 CN 110954903 A,2020.04.0 3 CN 113162747 A,2021.07.23 JP 2020064044 A,2020.04.23 CN 114460554 A,202 2.05.10 CN 112462346 A,2021.0 3.09 CN 109345 592 A,2019.02.15 CN 112132946 A,2020.12.25 CN 114460554 A,202 2.05.10 审查员 施龙权 (54)发明名称 基于探地雷达的地下异常体三维建模方法 及装置 (57)摘要 本发明公开了一种基于探地雷达的地下异 常体三维建模 方法及装置， 涉及地下异常体检测 领域。 该方法包括： 沿着多个测线获取待测区域 的雷达测线数据； 获取每个雷达测线数据对应的 异常点云； 获取每个异常点云对应的异常区的边 缘轮廓； 将全部边缘轮廓拼接， 得到异常体的三 维轮廓； 获取落入三维轮廓内的插值点； 为插值 点赋予属性值， 属性值根据插值点与三维轮廓的 距离设置； 基于插值点的位置与属性值构建三维 模型。 该方法， 能够逐个将单测线的所有异常区 域逐一进行属性判别， 筛去非空洞 区域， 将多测 线全部异常点云的边缘轮廓拼接能够得到地下 异常体的三维轮廓， 能够实现雷达测线数据的实 时处理、 解释以及自动建模， 有助于实现地下灾 害的智能化管控。 权利要求书2页 说明书8页 附图7页 CN 115100363 B 2022.11.25 CN 115100363 B 1.一种基于 探地雷达的地下异常体三维建模方法， 其特 征在于， 包括： 沿着多个测线获取待测区域的雷达测线数据； 获取每个所述雷达测线数据对应的异常点云； 获取每个异常点云对应的异常区的边 缘轮廓； 将全部所述 边缘轮廓拼接， 得到异常体的三维轮廓； 获取落入所述 三维轮廓内的插值 点； 为所述插值 点赋予属性 值， 所述属性 值根据所述插值 点与所述 三维轮廓的距离设置； 基于所述插值 点的位置与属性 值构建三维模型； 获取每个异常点云对应的异常区的边 缘轮廓包括： 通过半径为设定值的球在异常点云上滚动； 将所述球滚过的异常点连接得到初始边 缘轮廓； 判断每个所述初始边缘轮廓对应的异常区是否为空洞， 若是， 则将所述初始边缘轮廓 作为所述 边缘轮廓； 其中， 所述设定值 根据预估目标异常体的尺寸以及雷达中心频率进行 预设； 判断每个所述初始边 缘轮廓对应的异常区是否为空洞， 包括： 选取所述初始边缘轮廓对应的异常区中间道波形， 在第 一预设值至第 二预设值 区间内 搜索振幅绝对值的最大值， 对应的位置即为异常区的顶面子波主瓣位置， 根据顶面子波主 瓣位置获得顶面子波主瓣振幅值， 其中， 第一预设值为异常区上轮廓点， 第二预设值为异常 区上轮廓点+子波持时/采样间隔； 在第二预设值至第 三预设值 区间内搜索振幅绝对值的最大值， 对应的位置为异常区的 底面子波主瓣位置， 根据 底面子波主瓣位置获得底面子波主瓣振幅值， 其中， 第三预设值为 异常区下轮廓点 位置； 判断顶面子波主瓣振幅值与底面子波主瓣振幅值的乘积是否小于0， 若是， 则该异常区 为空洞， 若否， 则该异常区不是空洞。 2.根据权利要求1所述的基于探地雷达的地下异常体三维建模方法， 其特征在于， 获取 每个所述雷达测线数据对应的异常点云前， 还 包括： 获取所述雷达测线数据能量横向叠加值 最大的峰值采样点； 基于所述峰值采样点 生成均值作差区间； 通过均值作差法对所述均值作差区间内的采样点进行直达波滤除。 3.根据权利要求2所述的基于探地雷达的地下异常体三维建模方法， 其特征在于， 所述 雷达测线数据能量横向叠加值的计算公式如下： 其中， Xi,j为雷达测线数据的第j道回波数据的第i个采样点的雷达波振幅值， ei为雷达 测线数据的n道回波数据在第i个采样点的雷达波能量横向叠加值。 4.根据权利要求2所述的基于探地雷达的地下异常体三维建模方法， 其特征在于， 所述 直达波滤除的计算公式如下： Tricker＝1000/fc权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115100363 B 2其中， fc为探地雷达天线中心频率(MHz)， Tricker为子波的周期(ns),子波持时为2倍子波 周期， dt为采样间隔， Nmax为雷达测线数据能量横向叠加值峰值 位置。 5.根据权利要求2所述的基于探地雷达的地下异常体三维建模方法， 其特征在于， 获取 每个所述雷达测线数据对应的异常点云前， 还 包括： Dewow滤波,去除直 流漂移； 通过带通滤波消除所述雷达测线数据的噪音； 获取每个所述雷达测线数据对应的异常点云包括： 采用频率波数偏移方法根据指定波速对所述雷达测线数据进行偏移成像， 压制绕射波 的干扰； 通过最大类间方差法对偏移成像后的所述雷达测线数据进行图像分割得到异常区域； 根据所述指定波速对所述雷达测线数据进行时深转换， 将异常区各点的双程 回波走时 转换为异常区各点所处深度， 得到实际坐标尺寸的异常点云。 6.根据权利要求5所述的基于探地雷达的地下异常体三维建模方法， 其特征在于， 所述 指定波速为预设波速区间内， 对应的阈值分割区域 面积最小的波速； 通过最大类间方差法对偏移成像后的所述雷达测线数据进行图像分割前， 还 包括： 对偏移成像后的所述雷达测线数据进行深度补偿以增强所述雷达测线数据的信号强 度。 7.根据权利要求1 ‑6任一项所述的基于探地雷达的地下异常体三维建模方法， 其特征 在于， 所述属性 值为插值点与所述 三维轮廓距离的平方。 8.一种基于探地雷达的地下异常体三维建模装置， 其特征在于， 用于执行权利要求1 ‑7 任一项所述的方法， 包括： 第一获取模块， 用于沿着多个测线获取待测区域的雷达测线数据； 第二获取模块， 用于获取每 个所述雷达测线数据对应的异常点云； 第三获取模块， 用于获取每 个异常点云对应的异常区的边 缘轮廓； 拼接模块， 用于将全部所述 边缘轮廓拼接， 得到异常体的三维轮廓； 第四获取模块， 用于获取落入所述 三维轮廓内的插值 点； 赋值模块， 用于为所述插值点赋予属性值， 所述属性值根据所述插值点与所述三维轮 廓的距离设置； 数据处理模块， 用于基于所述插值 点的位置与属性 值构建三维模型。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115100363 B 3